Estimación de los puntos de Fekete en la esfera unidad

Esta tesina se centra en el problema matemático de conseguir distribuir bien una cantidad cualquiera de puntos sobre la superficie de una esfera. Este problema admite multitud de variantes; nosotros estudiaremos tres de ellas: disponer n cargas eléctricas puntuales iguales y del mismo signo sobre la superficie de la esfera de manera que estén en equilibrio electrostático; disponer n partículas puntuales sobre la superficie de la esfera de manera que sea máximo el producto de todas sus distancias euclídeas dos a dos y disponer n partículas puntuales sobre la superficie de la esfera de manera que sea máxima la suma de todas sus distancias euclídeas dos a dos. El primero de estos problemas suele aparecer en la literatura como problema de J.J. Thomson y el segundo como problema de Fekete, y a las distribuciones de puntos que resuelven este último se les da el nombre de puntos de Fekete de orden n en la esfera. También es habitual encontrar que esos tres problemas y otros similares se engloben bajo el nombre común de problema de los puntos de Fekete. Haciendo uso de los principios de la Teoría del Potencial es posible plantear los tres problemas anteriores en términos de la minimización de un cierto funcional de energía potencial cuya expresión varía según el caso. Nosotros proponemos un nuevo algoritmo numérico de localización de mínimos de esos funcionales de energía restringidos a la esfera unidad S2

Papel de la Endoglina y del sistema central GLP-1 en la homeostasis energética

A endoglina é unha proteína que está altamente expresada nas rexións proliferantes do endotelio vascular, e actúa como receptor accesorio do factor de crecemento transformante b (tgfb), e a súa presenza vai a reducir os efectos inhibidores do tgfb sobre a proliferación celular. A carencia de endoglina resulta letal, pero a ausencia parcial produce a aparición de patoloxías.caracterizadas por malformacións nos vasos sanguíneos ademáis estes individuos presentan alteracións na expresión de unha gran cantidade de xens relacionados co metabolismo e a homeostase enerxética, polo que o estudo dos efectos debidos á ausencia parcial para a endoglina en animais obesos, resultando potencialmente interesante para o coñecemento dos mecanismos que regulan á obesidade. O glp-1 é un péptido producido no intestino delgado e que actúa aumentando a secreción de insulina e reducindo a de glucagón, tamén e capaz de reducir a inxesta e o peso de forma significativa, todas estas accións fan del un candidato ideal como fármaco antiobesidade, os tratamentos con glp-1 non son efectivos debido a que presenta una vida media no sangue moi corta xa que vai ser eliminado proteolíticamente pola acción da dipeptidil peptidasa iv. a raíz de este fenómeno foron aparecendo unha serie de análogos de glp-1 os cales presentan vidas medias máis elevadas. Os tratamentos con análogos de glp-1 utilizanse actualmente para paliar los efectos da diabete de tipo 2. Dentro de estes análogos destaca liraglutide que se caracteriza por ser capaz de mellorar a glicemia ademáis de levar asociada unha perdida de peso, os mecanismos de este proceso non son coñecidos na actualidade. Tampouco son coñecidos os efectos que se producen no cerebro como resultado do tratamento con liraglutide

Biomarcadores ópticos para el diagnóstico de la osteoartritis utilizando la espectroscopía Raman

Programa Oficial de Doutoramento en Biotecnoloxía Avanzada. 5012V01[Resumen] La osteoartritis o artrosis (OA) es la enfermedad reumática más frecuente, caracterizada por la degradación progresiva del cartílago articular, la esclerosis subcondral y la inflamación de la membrana sinovial. Es asintomática en sus primeras fases, y el método de diagnóstico estandarizado en clínica, la radiografía, evalúa cambios en el tejido óseo adyacente al cartílago, limitando el diagnóstico a etapas de la enfermedad de moderadas a severas. La espectroscopía Raman (ER) ha sido descrita como una técnica no destructiva y libre de marcaje para detectar cambios moleculares en tejidos biológicos, generando una huella dactilar molecular del tejido analizado. El objetivo general de esta Tesis Doctoral es evaluar el potencial de la espectroscopía Raman como técnica de diagnóstico de OA, identificando biomarcadores ópticos en un modelo ex vivo de cartílago articular humano. Para ello, se obtuvieron espectros Raman de explantes de cartílago humano procedente de cadera o rodilla, con un láser con longitud de onda (λ) de 785 nm, 50 mW, 120 acumulaciones, y una resolución de 4 cm-1. En base a ratios de las principales señales de los espectros obtenidos se constituyó una propuesta de perfil biomarcador, cuyos parámetros se analizaron cuantitativamente tomando como referencia el grado radiológico de Kellgren-Lawrence (K-L), el Sistema de Graduación Histológico-Histoquímico de Mankin (MS) y la cuantificación bioquímica de glucosaminoglicanos (GAGs) sulfatados y colágeno. Como resultado, se obtuvo un conjunto de parámetros Raman que están directamente relacionados con eventos que ocurren a nivel molecular durante la progresión de la OA, de los cuales se seleccionaron SGAGs (GAGs sulfatados), ColD/F (Colágeno defectivo/funcional) y GMF (Grado de mineralización por fosfato) para constituir modelos predictivos de la severidad de esta enfermedad. Estos parámetros permitieron la diferenciación de 2 perfiles en las muestras analizadas: un perfil de “baja severidad” (K-L 0-II y MS 0-8) y otro de “elevada severidad” (K-L III-IV y MS 9-13). Los modelos predictivos constituidos, tomando como variables respuesta tanto el grado K-L como el MS, fueron buenos, obteniendo valores de área bajo la curva (AUC) superiores a 0,8. Como conclusión general, se demostró que la ER permite diferenciar distintos grados de severidad de OA, mediante el estudio de ratios de señales de la huella molecular del cartílago. Se confirma de esta forma su potencial como herramienta diagnóstica complementaria de la OA.[Resumo] A osteoartrite ou artrose (OA) é a enfermidade reumática máis frecuente, caracterizada pola degradación progresiva da cartilaxe articular, a esclerose subcondral e a inflamación da membrana sinovial. É asintomática bas súas primeiras fases, e o método de diagnóstico estandarizado na clínica (radiografía) avalía cambios no tecido óseo adxacente á cartilaxe, limitando o diagnóstico a etapas da enfermidade dende moderadas a severas. A espectroscopía Raman (ER) é descrita como unha técnica non destructiva e libre de marcaxe para detectar cambios moleculares en tecidos biolóxicos, xerando unha pegada dactilar molecular única do tecido analizado. O obxectivo xeral desta Tese Doutoral é avaliar o potencial da espectroscopía Raman como técnica de diagnóstico de OA, identificando biomardores ópticos nun modelo ex vivo de cartilaxe articular humano. Para isto, obtivéronse os espectros Raman de explantes de cartilaxe humano procedente de cadeira ou nocello en fresco, cun láser de lonxitude de onda (λ) de 785 nm, 50 mW, 120 acumulacións e resolución 4 cm-1. Baseándose nos cocientes das principais sinais dos espectros obtidos, constituíuse unha proposta de perfil biomarcador, do que se analizaron cuantitativamente os diferentes parámetros tomando como referencia o grao radiolóxico de Kellgren-Lawrence (K-L), o Sistema de Graduación Histolóxico-Histoquímico de Mankin (MS) e a cuantificación bioquímica de glucosaminoglicanos (GAGs) sulfatados e coláxeno. Como resultado, obtívose un conxunto de parámetros Raman que están directamente relacionados con eventos que ocorren a nivel molecular durante a OA, dos que se seleccionaron SGAGs (GAGs sulfatados), ColD/F (Coláxeno defectivo/funcional) e GMF (Grao de mineralización por fosfato) para constituir modelos predictivos da severidade desta enfermidade. Estes parámetros seleccionados permitiron a diferenciación de 2 perfiles nas mostras analizadas: un perfil de “baixa severidade” (K-L 0-II e MS 0-8) e outro de “elevada severidade” (K-L III-IV e MS 9-13). Os modelos predictivos constituidos, tomando como variables resposta tanto o grao K-L como o MS, foron bos, obtendo valores de área baixo a curva (AUC) superiores a 0,8. Como conclusión xeral, demostrouse que a ER permite diferenciar distintos graos de severidade de OA, mediante o estudo de ratios de sinais da pegada molecular da cartilaxe. Confírmase desta forma o seu potencial como ferramenta diagnóstica complementaria da OA.[Abstract] Osteoarthritis (OA) is the most common rheumatic disease, characterized by progressive articular cartilage degradation, subchondral sclerosis and inflammation of the synovial membrane. On its early stages, OA is asymptomatic and its current gold-standard diagnosis (X-Rays) mainly evaluates changes in the cartilage adjacent tissue, the bone, limiting the diagnosis to moderate or advanced stages of the disease. Raman spectroscopy (RS) has been recently described as a label-free, non-destructive tool to detect molecular changes in biological tissues, producing a unique fingerprint. The main objective of this Doctoral Thesis is to evaluate Raman Spectroscopy potential as a diagnostic technique, through the identification of optical biomarkers in an ex vivo model of human articular cartilage. To achieve this, Raman spectra of fresh human cartilage explants from hip or knee were obtained, with a NIR laser of wavelength (λ) 785 nm, 50 mW, 120 scans, and a resolution of 4 cm-1. A biomarker profile was proposed based on ratios of the main spectral signals obtained, which were later quantitatively analyzed using as reference the Kellgren-Lawrence (K-L) radiological grade, the Mankin Histological-Histochemical Graduation System (MS) and the biochemical quantification of sulphated glycosaminoglycans (GAGs) and collagen. As a result, a set of Raman parameters that are directly related to events that occur at the molecular level during OA were obtained, from which SGAGs (sulphated GAGs) ColD/F (Defective/functional collagen) and GMF (Phosphate mineralization grade) were selected in order to constitute predictive models of OA severity. Selected parameters allowed the differentiation of 2 profiles in the analysed samples: a “low severity” profile (K-L 0-II y MS 0-8) and another one of “high severity” (K-L III-IV y MS 9-13). The constituted predictive models, taking both K-L grade and MS as response variable, were considered good models, obtaining values of the area under curve (AUC) values greater than 0.8. As a general conclusion, RS allowed the differentiation of OA severity grades, by analysing signals ratios of cartilage molecular fingerprint. This fact confirms its potential as a complementary diagnostic tool for OA

Síntese de nanopartículas con propiedades adsorbentes mediante métodos de química sustentable

[Resumen] La nanotecnología es un campo que está creciendo en estos últimos años debido a que las nanopartículas de algunos materiales ven incrementadas u optimizadas sus propiedades o aplicaciones en esa escala de tamaño. Al mismo tiempo, la problemática ambiental mundial actual hace cada vez más necesario el desarrollo de procesos de química sostenible y la obtención de nuevos materiales mediante métodos de síntesis verde. En este trabajo se han sintetizado nanopartículas metálicas de hierro mediante un método respetuoso con el medioambiente, una alternativa frente a los procesos convencionales basada en la capacidad antioxidante de extractos vegetales naturales que reducen metales en disolución. Los extractos se preparan con biomasa procedente de especies vegetales autóctonas gallegas, y su caracterización se realiza evaluando su capacidad antioxidante mediante diversos métodos y determinando otros parámetros, como el potencial redox y la DQO (Demanda Química de Oxígeno). La estimación del tamaño de las nanopartículas sintetizadas con dichos extractos se lleva a cabo mediante imágenes de TEM (Transmission Electron Microscopy). Una vez escogido el extracto considerado apropiado, se realiza un estudio de la capacidad de eliminación de cromo hexavalente de las correspondientes nanopartículas de hierro sintetizadas en función del pH, realizando su inmovilización en varios soportes.[Abstract] Nanotecnology is a field rising these last years due to the fact that properties or applications of nanoparticles of some materials are increased or optimized in this size scale. At the same time, current global environmental problems required the development of sustainable chemical processes and new materials obtained by green synthesis methods. In this essay, metallic nanoparticles of iron have been synthesised by an environmental friendly method, an alternative to conventional processes based in the antioxidant capacity of vegetal extracts to reduce metals in solution. Extracts were prepared with biomass from galician native vegetal especies and their characterisation was made evaluating their antioxidant capacity using various methods, and determining other parameters such as redox potential and COD (Chemistry Oxigen Demand). Estimated size of synthesised nanoparticles with each of these extracts was performed by TEM (Transmission Electron Microscopy) images. Once the appropriate extract is selected, a study of de removal of hexavalent chromium at differents values of pH was made with corresponding synthesised iron nanoparticles, making their inmobilization in various supports.[Resumo] A nanotecnoloxía é un campo que está crecendo nestes últimos anos debido a que as nanopartículas dalgúns materiais ven incrementadas ou optimizadas as súas propiedades ou aplicacións nesa escala de tamaño. Ao mesmo tempo, a problemática ambiental mundial actual fai cada vez máis necesario o desenvolvemento de procesos de química sostible e a obtención de novos materiais mediante métodos de síntesis verde. Neste traballo sintetizáronse nanopartículas metálicas de ferro mediante un método respetuoso co medioambiente, unha alternativa aos procesos convencionais baseada na capacidade antioxidante de extractos vexetais naturais que reducen metais en disolución. Os extractos prepáranse con biomasa procedente de especies vexetais autóctonas galegas, e a súa caracterización realizase evaluando a súa capacidade antioxidante mediante diversos métodos e determinando outros parámetros como o potencial redox e a DQO (Demanda Química de Osíxeno). A estimación do tamaño das nanopartículas sintetizadas cos extractos lévase a cabo mediante imaxes de TEM (Transmission Electron Microscopy). Unha vez escollido o extracto considerado apropiado, realízase un estudio da capacidade de eliminación de cromo hexavalente das correspondentes nanopartículas de ferro sintetizadas en función do pH, realizando a súa inmobilización en varios soportes.Traballo fin de grao (UDC.CIE). Química. Curso 2014/201

Estimación de los puntos de Fekete en la esfera unidad

Esta tesina se centra en el problema matemático de conseguir distribuir bien una cantidad cualquiera de puntos sobre la superficie de una esfera. Este problema admite multitud de variantes; nosotros estudiaremos tres de ellas: disponer n cargas eléctricas puntuales iguales y del mismo signo sobre la superficie de la esfera de manera que estén en equilibrio electrostático; disponer n partículas puntuales sobre la superficie de la esfera de manera que sea máximo el producto de todas sus distancias euclídeas dos a dos y disponer n partículas puntuales sobre la superficie de la esfera de manera que sea máxima la suma de todas sus distancias euclídeas dos a dos. El primero de estos problemas suele aparecer en la literatura como problema de J.J. Thomson y el segundo como problema de Fekete, y a las distribuciones de puntos que resuelven este último se les da el nombre de puntos de Fekete de orden n en la esfera. También es habitual encontrar que esos tres problemas y otros similares se engloben bajo el nombre común de problema de los puntos de Fekete. Haciendo uso de los principios de la Teoría del Potencial es posible plantear los tres problemas anteriores en términos de la minimización de un cierto funcional de energía potencial cuya expresión varía según el caso. Nosotros proponemos un nuevo algoritmo numérico de localización de mínimos de esos funcionales de energía restringidos a la esfera unidad S2

Valoración de los parámetros clínicos, radiológicos, ecográficos y hormonales en pacientes con situaciones clínicas de adelanto puberal (Telarquia precoz, pubarquia precoz y pubertad precoz verdadera)

Tesis de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Pediatría, leída el 03-02-1997Depto. de Salud Pública y Materno - InfantilFac. de MedicinaTRUEpu

Molecular analysis of the destruction of articular joint tissues by Raman spectroscopy

Review[Abstract] Introduction: Osteoarthritis (OA) is a highly heterogenous disease influenced by different molecular, anatomic, and physiologic imbalances. Some of the bottlenecks for enhanced diagnosis and therapeutic assessment are the lack of validated biomarkers and early diagnosis tools. In this narrative review, we analyze the potential of Raman spectroscopy (RS) as a label-free optical tool for the characterization of articular joint tissues and its application as a diagnosis tool for OA. Areas covered: Raman spectra produce a unique 'molecular fingerprint' providing rotational and vibrational molecular information, allowing the identification and follow-up of molecular changes associated with OA pathological mechanisms. Focusing on multiple joint tissues (cartilage, synovium, bone, tendons, ligaments, and meniscus) and their contribution in disease incidence and progression, this review highlights the current knowledge on the application of RS in the characterization of organic and inorganic molecules present at these tissues and alterations that occur in the onset of OA. Expert opinion: Vibrational spectroscopy techniques, such as RS, are low cost, rapid and minimally invasive approaches that offer high specificity in the assessment of the molecular composition of complex tissues. Combined with multivariate statistical methods, RS offers great potential for optical biomarkers discovery or disease diagnosis applications, and we hereby discuss clinical translational progresses on the field

THMC modelling of jet grouting

A framework for the study of the jet-grouting hydration reaction and of the associated thermo-hydro-mechanical and chemical (THMC) interactions with the surrounding soils has been developed. In this work, we summarize the basic formulation that may be used for the simulation of such interactions, including references to the balance equations governing the problem, to the release of heat during the curing of the jet-grouted mass, to the TMC behaviour of such material and to the THM behaviour of the surrounding soil. The approach presented falls within the framework of plasticity for saturated soils, and it has been implemented within a FEM code for the study of the potential effects of the THMC couplings associated to jet-grouting treatments. The results obtained with this program validate it as a proper tool for the systematic analysis of a number of questions of interest in engineering practice, allowing the assessment, among others, of the following issues: magnitude and rate of production of the thermo-plastic settlements caused by the heat release associated to the installation of jet-grouted columns in the soil; effects of the release of the hydration heat on the hydraulic conditions in the surrounding soil; effects of the boundary conditions, the relative position of the jet-grouted zones and its sequence of installation on the rate of increase of the stiffness and strength associated to the curing of the jet-grouted zones; effects of those factors on the impact of the heat release on the surrounding soils

THMC modelling of jet grouting

A framework for the study of the jet-grouting hydration reaction and of the associated thermo-hydro-mechanical and chemical (THMC) interactions with the surrounding soils has been developed. In this work, we summarize the basic formulation that may be used for the simulation of such interactions, including references to the balance equations governing the problem, to the release of heat during the curing of the jet-grouted mass, to the TMC behaviour of such material and to the THM behaviour of the surrounding soil. The approach presented falls within the framework of plasticity for saturated soils, and it has been implemented within a FEM code for the study of the potential effects of the THMC couplings associated to jet-grouting treatments. The results obtained with this program validate it as a proper tool for the systematic analysis of a number of questions of interest in engineering practice, allowing the assessment, among others, of the following issues: magnitude and rate of production of the thermo-plastic settlements caused by the heat release associated to the installation of jet-grouted columns in the soil; effects of the release of the hydration heat on the hydraulic conditions in the surrounding soil; effects of the boundary conditions, the relative position of the jet-grouted zones and its sequence of installation on the rate of increase of the stiffness and strength associated to the curing of the jet-grouted zones; effects of those factors on the impact of the heat release on the surrounding soils.Postprint (published version

Computational cost of the Fekete problem

We present here strong numerical and statistical evidence of the fact that the Smale's 7th problem can be answered affirmatively. In particular, we show that a local minimum for the logarithmic potential energy in the 2-sphere satisfying the Smale's conditions can be identified with a computational cost of approximately O(N^10}